élément trace

La notion d’élément-trace ne renvoie pas à des notions physiques ou chimiques précises, contrairement à celles de métalloïdes et de métaux. Localement, ces substances peuvent présenter un taux anormalement élevé, généralement en raison de rejets résultant d’activités humaines (industrie, agriculture, transports, etc.).

Métaux et métalloïdes ont des positions caractéristiques dans le tableau de la classification périodique des éléments.

Les six éléments généralement reconnus comme métalloïdes sont le bore (B), le silicium (Si), le germanium (Ge), l’arsenic (As), l’antimoine (Sb) et le tellure (Te). Cinq autres sont moins fréquemment classés parmi les métalloïdes : le carbone (C), l’aluminium (Al), le sélénium (Se), le polonium (Po) et l’astate (At).

On les séparent en :

• métaux alcalins : on y trouve, en particulier, le sodium (Na), et le potassium (K) ;
• métaux alcalino-terreux : citons le magnésium (Mg), le calcium (Ca) ;
• métaux de transition : ce sont le titane, le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, l’argent, etc. ;
• métaux pauvres : dont l’aluminium, le zinc, le cadmium, le mercure, le plomb ;
• lanthanides : métaux ayant un intérêt pour leur utilisation dans les supraconducteurs ;
• actinides : ce sont des métaux lourds, tous radioactifs. On y trouve l’uranium.

L’appellation «métaux lourds» englobe des métaux réellement lourds et des métalloïdes, moins lourds. Celle «d’éléments-traces métalliques (ETM)», ne renvoyant pas à l’idée de densité, tend à la remplacer. Ces deux notions n’ont pas de fondements scientifiques, mais sont d’un usage très fréquent.

Un élément-trace métallique est un élément chimique appartenant aux métaux ou aux métalloïdes, présent naturellement en quantités très faibles dans le sol, l’eau et l’air.

Dans la liste des ETM adoptée par l’Académie des Sciences, on trouve 9 éléments : l’arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le mercure (Hg), le nickel (Ni), le plomb (Pb), le sélénium (Se), le zinc (Zn). Certains auteurs y ajoutent : le fer (Fe), et le titane (Ti).

Tous les ETM, à une certaine concentration, ont une toxicité chimique ou physique (radioactivité).

On appelle en général métaux lourds les éléments métalliques (métaux ou métalloïdes) caractérisés par une masse volumique élevée (supérieure à 5 grammes par cm³). Correspondant à cette définition générale, on trouve quarante et un métaux (comme l’aluminium Al, le cadmium Cd, le chrome Cr, le cuivre Cu, le fer Fe, le magnésium Mg, le nickel Ni, le plomb Pb, le zinc Zn), et cinq métalloïdes (comme l’antimoine Sb, et l’arsenic As).

Parmi les éléments-traces, trois sont uniquement toxiques, pouvant même induire des maladies graves : le mercure, le plomb, et le cadmium. Le plomb peut provoquer le saturnisme, le cadmium détruit les reins et dégrade le foie. Le mercure est un puissant neurotoxique.

Tous les autres ETM ont une utilité dans le métabolisme, au moins de certains organismes. C’est pourquoi on parle on les qualifie d’éléments-traces essentiels. Certains métaux sont même totalement indispensables à la vie, mais en petites quantités, comme le fer, le cuivre, le nickel, le chrome, le zinc. Ce sont des oligoéléments. Le fer, par exemple, est un composant essentiel de l’hémoglobine. Les doses besoins sont variables selon les espèces. En outre, de grandes différences existent entre les végétaux et les animaux. Les éléments chimiques qui sont essentiels, mais en plus grandes quantités, sont les macroéléments.

Il y a bioamplification lorsque des éléments-traces s’accumulent de consommateur en consommateur dans les chaînes alimentaires. Il y a bioaccumulation, lorsque certains organismes absorbent puis accumulent certains éléments chimiques dans tout ou partie de leur organisme. Enfin la bioconcentration est simplement la concentration d’un polluant (par exemple, un ETM) dans les tissus d’un organisme.